Termodinamik; ısı enerjisi ve ısı enerjisiyle sıcaklık, özkütle, basınç gibi nicelikler arasındaki ilişkiyi inceler. Termodinamik maddelerin sıcaklıkları, sıcaklıklarındaki değişimleri ve sıcaklıkların değişimine sebep olan ısı alışverişleri gibi konular üzerinde çalışmaktadır. Isı alışverişi yapan maddeler arasında ısı akışı gerçekleşir. Isı akışı, sistemler termal dengeye ulaşıncaya yani sistemlerin sıcaklıkları eşitleninceye kadar devam eder. Termodinamik, ısı alışverişi (Görsel 1.1.9) yapan sistemlerin termal dengeye ulaşıncaya kadar geçirdiği süreçlerle ilgilenmektedir. Bu süreçlerde sistemlerin sıcaklığı, fiziksel hali ve dolayısıyla boyutları ve öz kütlesi, direnci ya da rengi değişebilir.

Isı kavramının geniş bir etki alanının olması termodinamik yasalarından yararlanılan alanların da geniş olmasını sağlamaktadır. Termodinamiğin rüzgar ve yağış şekilleri gibi doğa olaylarından ısıtma-soğutma sistemlerine ve yalıtım malzemelerine, besinlerden enerji elde edilmesinden süper iletkenlere kadar geniş bir çalışma alanı vardır. Bu alanla ilgili olan mesleklere iklimlendirme uzmanı örnek olarak verilebilir.